(57)【要約】【課題】高炉の炉心に蓄積されているバードネストに溶融剤を含むカプセルを投入することによってバードネストを効果的に除去して炉心状態を改善できる高炉のバードネスト除去装置を提供する。【解決手段】高炉の炉心に蓄積されているバードネストに溶融剤を含有するカプセルを投入することによって、バードネストを効果的に除去して炉心状態を改善できるように、高炉内部の燃焼帯に連結され、微粉炭を吹込むようになった微粉炭ランスと、微粉炭ランスを介して燃焼帯周辺のバードネストに供給され、バードネストを溶融および除去できるように内部に溶融剤が入ったカプセルと、カプセルを収容しながら微粉炭ランスの端部に連結設置され、高圧の窒素ガスを用いてカプセルをバードネストに発射できるようになった高圧発射体とを含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉内部の燃焼帯に連結され、微粉炭を吹込むようになった微粉炭ランスと、
前記微粉炭ランスを介して燃焼帯周辺のバードネストに供給され、バードネストを溶融および除去できるように内部に溶融剤が入ったカプセルと、
前記カプセルを収容しながら前記微粉炭ランスの端部に連結設置され、高圧の窒素ガスを用いてカプセルをバードネストに発射できるようになった高圧発射体と、を含むことを特徴とする高炉のバードネスト除去装置。
【請求項２】
前記微粉炭ランスは、前記高圧発射体との間に設けられ、供給される高圧の窒素ガス量を制御可能な制御バルブをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高炉のバードネスト除去装置。
【請求項３】
前記微粉炭ランスは、その外側に連結設置され、風を供給可能な送風支管をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の高炉のバードネスト除去装置。
【請求項４】
前記高圧発射体は、その後方に連結設置され、高圧の窒素ガスを収容して供給できるようになった高圧ガス容器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高炉のバードネスト除去装置。
【請求項５】
前記高圧発射体は、前記高圧ガス容器との間に設けられ、供給される高圧の窒素ガス量を制御可能な制御バルブをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の高炉のバードネスト除去装置。
【請求項６】
前記高圧発射体は、多数の前記カプセルを装填して発射できるようになった装填部と、前記装填部に開閉可能に設けられた蓋とを含むことを特徴とする請求項１に記載の高炉のバードネスト除去装置。
【請求項７】
前記カプセルは、プラスチック材で成形され、その内部に水または過酸化水素溶液または過酸化水素水溶液を含有するミルスケール溶融剤が入る構造であることを特徴とする請求項１に記載の高炉のバードネスト除去装置。
【請求項８】
前記カプセルは、バードネストに挿入できるようにその前方に設けられた弾頭と、前記弾頭の後方に設けられかつその内部に溶融剤を入れることが可能なシリンダと、前記シリンダの後方に設けられ、シリンダを密封できるようになった栓とを含むことを特徴とする請求項７に記載の高炉のバードネスト除去装置。
【請求項９】
前記弾頭と栓は、それぞれその外周面にシーリング用溝が形成され、前記シーリング用溝にそれぞれシーリング用リングが設けられ、前記シリンダを密封可能な構造であることを特徴とする請求項８に記載の高炉のバードネスト除去装置。
【請求項１０】
前記シリンダは、他のシリンダに連結され、大容量シリンダを構成してもよいことを特徴とする請求項８に記載の高炉のバードネスト除去装置。
【請求項１１】
前記大容量シリンダは、その中間にフレキシブル連結部が設けられ、バードネストの進入時に曲がり可能な構造であることを特徴とする請求項１０に記載の高炉のバードネスト除去装置。
【請求項１２】
前記カプセルは、前記弾頭に挟まれ、カプセルの進行位置を調整可能な位置調整板をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の高炉のバードネスト除去装置。
【請求項１３】
前記位置調整板は、前記弾頭の上下左右に選択的に設けられ、位置調整板の荷重により弾頭の進行位置を調整することによって、前記カプセルの到着地点を上下左右に調整可能な構造であることを特徴とする請求項１２に記載の高炉のバードネスト除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉のバードネスト除去装置に係り、より詳しくは、高炉の炉心に蓄積されているバードネストを除去する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高炉の製銑工程は、溶銑の原料となる鉄鉱石と燃料のコークスを高炉に装入し、コークスを燃焼させて発生する高温の熱と還元ガスによって鉄鉱石を還元溶融させることにより、溶銑を生産する工程である。
そして、微粉炭吹込み高炉操業では、コークスが微粉炭によって置換されるにつれ、コークス層厚対比の鉱石層厚が増加して炉下部でコークスの燃焼量が減少し、結果的に炉内装入物の降下速度が低下し、これにより、コークスの高炉内滞留時間が増加するとともに、燃焼帯ではコークス粒子間の衝突の機会がより大きくなる。この時、激しい衝突反応による機械的摩耗によって生成された微粉のコークスは、炉内の一定位置のコークス層に堆積する。つまり、高炉の炉心にコークス充填層のバードネストが形成される。バードネストは、高炉炉心の燃焼帯付近に積もるようになる。
そのため、高炉操業を円滑にするためには、下部で生成された還元ガスが高炉上部に円滑に移動できなければならない。そのためには、装入された炉内コークス充填層の状態が健全でなければならない。
【０００３】
炉内コークス充填層の状態が健全であるというのは、充填層の間に３ｍｍ以下の粉が少ないことを意味し、したがって、３ｍｍ以下の粉を除去すれば空隙が確保され、還元ガスの流れや、溶銑とスラグなど炉内溶融物の流れが円滑になることを意味する。
つまり、炉頂から装入されたコークスを下部から供給される熱風で燃焼させて得られた還元剤のＣＯガスを用いて焼結鉱を還元し、溶銑を生産する高温高圧の向流反応器である。羽口前の燃焼帯で形成されたガスは、コークス充填層を通過して高炉の半径方向および垂直方向に均等に拡散しなければならず、偏流が発生してはならない。
【０００４】
しかし、炉心部には概して粉が多く堆積していて、ガスが高炉中心に拡散していけない状況が発生する。
このような３ｍｍ以下の粉層区域に存在する微粉を除去するために、従来はこの区域を爆破させて除去しようとする試みがなされたが、この方法を用いる時、爆破による粉が多量発生する問題点があった。一方、鉱石や、酸素を含む低融点フラックスを羽口を通して吹込んで粉を除去しようとする試みがなされたが、吹込まれる物質が炉心に直接作用する確率が低く、むしろ通気／通液性を低下させ、炉心状況を悪化させるという欠点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高炉の炉心に蓄積されているバードネストに溶融剤を含むカプセルを投入することによってバードネストを効果的に除去して炉心状態を改善できる高炉のバードネスト除去装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
高炉のバードネスト除去装置は、高炉内部の燃焼帯に連結され、微粉炭を吹込むようになった微粉炭ランスと、微粉炭ランスを介して燃焼帯周辺のバードネストに供給され、バードネストを溶融および除去できるように内部に溶融剤が入ったカプセルと、カプセルを収容しながら微粉炭ランスの端部に連結設置され、高圧の窒素ガスを用いてカプセルをバードネストに発射できるようになった高圧発射体とを含むことを特徴とする。
【０００７】
微粉炭ランスは、高圧発射体との間に設けられ、供給される高圧の窒素ガス量を制御可能な制御バルブをさらに含むことが好ましい。
微粉炭ランスは、その外側に連結設置され、風を供給可能な送風支管をさらに含むことができる。
高圧発射体は、その後方に連結設置され、高圧の窒素ガスを収容して供給できるようになった高圧ガス容器をさらに含むことがよい。
【０００８】
高圧発射体は、高圧ガス容器との間に設けられ、供給される高圧の窒素ガス量を制御可能な制御バルブをさらに含むことが好ましい。
高圧発射体は、多数のカプセルを装填して発射できるようになった装填部と、装填部に開閉可能に設けられた蓋とを含むことができる。
カプセルは、プラスチック材で成形され、その内部に水または過酸化水素溶液を含有するミルスケール溶融剤が入る構造であることがよい。
【０００９】
カプセルは、バードネストに挿入できるようにその前方に設けられた弾頭と、弾頭の後方に設けられかつその内部に溶融剤を入れることが可能なシリンダと、シリンダの後方に設けられ、シリンダを密封できるようになった栓とを含むことができる。
弾頭と栓は、それぞれその外周面にシーリング用溝が形成され、シーリング用溝にそれぞれシーリング用リングが設けられ、シリンダを密封可能な構造であることが好ましい。
シリンダは、他のシリンダに連結され、大容量シリンダを構成してもよい。
【００１０】
大容量シリンダは、その中間にフレキシブル連結部が設けられ、バードネストの進入時に曲がり可能な構造であることがよい。
カプセルは、弾頭に挟まれ、カプセルの進行位置を調整可能な位置調整板をさらに含むことができる。
位置調整板は、弾頭の上下左右に選択的に設けられ、位置調整板の荷重により弾頭の進行位置を調整することによって、カプセルの到着地点を上下左右に調整可能な構造であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本装置によれば、高炉炉心のバードネストを効果的に除去することによって、不活性化した炉心により発生する送風量の低下による生産量の減少を防止することができ、炉心状態の改善で送風圧を低くすることにより、炉況を安定化することができる。
また、バードネストをなす微粉体と溶融剤とを反応させて微粉体を除去できるため、微粉体によって熱風伝達効率が低下する現象の発生を抑えることができ、これによって、生産量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施例による高炉のバードネスト除去装置を示す概略図である。
【図２】本実施例による高炉のバードネスト除去装置の構造を示す概略図である。
【図３】本実施例によるバードネスト除去装置のカプセルを示す概略図である。
【図４】本実施例によるカプセルの構造を示す分解図である。
【図５】本実施例によるカプセルの他の実施例を示す概略図である。
【図６】本実施例によるカプセルに位置調整板が設けられた状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下で使用される専門用語は、単に特定の実施例を言及するためのものであり、本発明を限定することを意図しない。ここで使用される単数形態は、文章がこれと明確に反対の意味を示さない限り、複数形態も含む。明細書で使用される「含む」の意味は、特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素および／または成分を具体化し、他の特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素、成分および／または群の存在や付加を除外させるわけではない。
以下、添付した図面を基にして、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施例を説明する。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に理解できるように、後述する実施例は、本発明の概念と範囲を逸脱しない限度内で多様な形態に変形可能である。そこで、本発明は種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。
【００１４】
図１は、本実施例による高炉のバードネスト除去装置を示す概略図である。
図２は、本実施例による高炉のバードネスト除去装置の構造を示す概略図である。
図１と図２に示したとおり、高炉１で炉心を活性化させるために、炉心に積もったバードネスト３を効果的に除去できる高炉のバードネスト除去装置を開示する。
本実施例において、高炉のバードネスト除去装置は、高炉１内部の燃焼帯２に連結され、微粉炭を吹込む微粉炭ランス１０と、微粉炭ランス１０を介して燃焼帯２周辺のバードネスト３に供給され、バードネスト３を溶融して除去できるように内部に溶融剤が入ったカプセル２０と、カプセル２０を収容しながら微粉炭ランス１０の端部に連結設置され、高圧の窒素ガスを用いてカプセル２０をバードネスト３に発射できるようにする高圧発射体３０とを含む。
【００１５】
つまり、カプセル２０を高圧の窒素ガスを用いて高圧発射体３０を介して炉心に積もったバードネスト３に発射することによって、カプセル２０内の溶融剤とバードネスト３とを反応させてバードネスト３を除去することができる。
また、高炉１の燃焼帯２に投入される微粉炭ランス１０は、高圧発射体３０との間に設けられ、供給される高圧の窒素ガス量を制御可能な制御バルブ１１をさらに含み、微粉炭ランス１０は、その外側に連結設置され、風を供給可能な送風支管１２をさらに含んでもよい。
【００１６】
微粉炭ランス１０に設けられた制御バルブ１１を介して高圧の窒素ガスが投入される速度および量を制御する。これによって、カプセル２０の発射速度を制御することができ、微粉炭ランス１０の外側に設けられる送風支管１２を介してより効果的に風を微粉炭ランス１０に送ることができる。
そして、カプセル２０をバードネスト３に発射する高圧発射体３０は、その後方に連結設置され、高圧の窒素ガスを収容して供給できるようになった高圧ガス容器３１をさらに含み、高圧ガス容器３１との間に設けられ、供給される高圧の窒素ガス量を制御可能な制御バルブ３２をさらに含んでもよい。
【００１７】
高圧発射体３０は、その後方に設けられる高圧ガス容器３１から高圧の窒素ガスが供給され、カプセル２０を発射することができ、制御バルブ３２を介して高圧ガス容器３１から高圧発射体３０に供給されるガスの量を制御することができる。
また、高圧発射体３０は、多数のカプセル２０を装填して発射できるようになった装填部３３と、装填部３３に開閉可能に設けられた蓋３４とを含むことができることから、高圧発射体３０の構造により装填部３３に多数のカプセル２０を装填した状態で炉心のバードネスト３にカプセル２０を発射することができ、装填部３３の気密維持のために開閉可能な蓋３４が設けられる。
【００１８】
図３は、本実施例によるバードネスト除去装置のカプセルを示す概略図である。
図４は、本実施例によるカプセルの構造を示す分解図である。
図３と図４に示したとおり、カプセル２０は、プラスチック材で成形され、その内部に水と過酸化水素溶液または過酸化水素水溶液を含有するミルスケール溶融剤が入る構造である。
つまり、カプセル２０内に含まれた物質によって高炉１内のバードネスト３と触媒分解反応機能による分解発熱反応が起こり、分解時に発生する酸素によって微粉中の炭素の燃焼が可能となり、また、自体溶融物の形成によってバードネスト３を洗い落とす作用により、その除去が可能である。
【００１９】
また、カプセル２０の構造は、バードネスト３に挿入できるようにその前方に設けられた弾頭２１と、弾頭２１の後方に設けられかつその内部に溶融剤を入れることが可能なシリンダ２２と、シリンダ２２の後方に設けられ、シリンダ２２を密封できるようになった栓２３とを含む。
弾頭２１と栓２３は、それぞれその外周面にシーリング用溝２１ａ、２３ａが形成され、シーリング用溝２１ａ、２３ａにそれぞれシーリング用リング２１ｂ、２３ｂが設けられ、シリンダ２２を密封可能にする構造である。
【００２０】
弾頭２１と栓２３、およびこれに結合されるシーリング用リング２１ｂ、２３ｂを介してシリンダ２２の気密を維持することによって、シリンダ２２に入った物質がバードネスト３に安定的に投入される。
そのため、上記構造からなるカプセル２０を高炉１のバードネスト３に投入してバードネスト３を除去することから、過酸化水素溶液と共にミルスケールのような溶融剤を含むカプセル２０を連続的にバードネスト３に投入してバードネスト３の微粉と混合させてこの微粉を除去することによって、ガスが炉心をよく流れるように通路を設けることで炉心の不活性化を解消することができる。
【００２１】
図５は、本実施例によるカプセルの他の実施例を示す概略図である。
図５に示したとおり、シリンダ２２は、他のシリンダに連結され、大容量シリンダ２２ａを構成することができ、大容量シリンダ２２ａは、その中間にフレキシブル連結部２２ｂが設けられ、バードネスト３の進入時に曲折が可能な構造である。
つまり、カプセル２０の場合、微粉炭ランス１０を介して吹込むのに２００ｍｍ程度が最適なカプセル２０の長さであるが、より多い物質を投入するために、カプセル２０の長さを増加させて大容量シリンダ２２ａを用いる場合、折れ曲がった微粉炭ランス１０を通過できずに詰まってしまう問題点が予想される。これを防止するために、大容量シリンダ２２ａの中間にフレキシブル連結部２２ｂを繋ぐことによって、折れ曲がった所も円滑に通過できるように設計することができる。
【００２２】
図６は、本実施例によるカプセルに位置調整板が設けられた状態を示す概略図である。
図６に示したとおり、カプセル２０は、弾頭２１の部分に挟み込まれ、カプセル２０の進行位置を調整可能な位置調整板２４をさらに含み、位置調整板２４は、弾頭２１の上下左右に選択的に設けられ、位置調整板２４の荷重により弾頭２１の進行位置を調整することによって、カプセル２０の到着地点を上下左右に調整可能な構造である。
【００２３】
つまり、カプセル２０の弾頭に隙間を設け、カプセル２０の直径と等しいか小さい位置調整板２４を挟んで投入する場合、カプセル２０が進行しながら炉内ガスが弾頭２１に挟まれた位置調整板２４の下に作用することによって、バードネスト３内に打ち込まれるカプセル２０の弾頭２１の位置が変わるようにして上下、左右に到着地点の調整が可能になった構造である。
これにより、微粉炭ランス１０にカプセル２０を装着した後、カプセル２０の弾頭２１に挟み込まれた位置調整板２４の位置を上下、左右の位置に調整してバードネスト３に位置しようとする所を目標に動かした後、高圧発射体３０の制御バルブ３２を開けて、高圧窒素ガスによってカプセル２０がバードネスト３に投入されるようにし、カプセル２０に含まれたミルスケールのような溶融剤生成物質が一箇所に集中して噴射されず上下／左右に均等に分布できるように構成されている。
【００２４】
そのため、カプセル２０のシリンダ２２に含まれている溶融剤によりバードネスト３の微粉が除去されると、通気抵抗が減少して羽口を通して送風される熱風が炉心内に深く投入されるので、ガスと溶融物の流れが円滑になって送風流量が増加し、風圧が減少して炉心が活性化する作用をする。
したがって、高炉１の炉心のバードネスト３を効果的に除去することによって、不活性化した炉心で発生する送風量の低下による生産量の減少を防止することができ、炉心状態の改善によって送風圧を低く制御することにより、炉況が安定化することができ、バードネスト３を形成する微粉体と溶融剤とを反応させて微粉体を除去できるため、微粉体によって熱風伝達効率が低下する現象が発生しないので、生産量を増加させることができる。
【００２５】
以上説明したとおり、本発明の例示的な実施例について図面を基に説明したが、多様な変形と他の実施例が本分野における熟練した技術者によって行われるであろう。このような変形と他の実施例は、下記の請求の範囲にすべて含まれ、本発明の真の趣旨および範囲を逸脱しない。
【符号の説明】
【００２６】
１：高炉
２：燃焼帯
３：バードネスト
１０：微粉炭ランス
１１：制御バルブ
１２：送風支管
２０：カプセル
２１：弾頭
２１ａ、２３ａ：シーリング用溝
２１ｂ、２３ｂ：シーリング用リング
２２：シリンダ
２２ａ：大容量シリンダ
２２ｂ：フレキシブル連結部
２３：栓
２４：位置調整板
３０：高圧発射体
３１：高圧ガス容器
３２：制御バルブ
３３：装填部
３４：蓋
【図１】
2019523385.tif 000003
【図２】
2019523385.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019523385.tif 000008
【国際調査報告】
2019523385.tif 000009
2019523385.tif 000010
2019523385.tif 000011
2019523385.tif 000012